Vidaus degimo variklio įtaisas - video, diagramos, nuotraukos

Vidaus degimo variklis yra vienas iš tų išradimų, kurie kardinaliai apvertė mūsų gyvenimą – žmonės sugebėjo iš arklio traukiamų vežimų persėsti į greitus ir galingus automobilius.

Pirmieji vidaus degimo varikliai turėjo mažą galią, o naudingumo koeficientas nesiekė net dešimties procentų, tačiau nenuilstantys išradėjai – Lenoir, Otto, Daimler, Maybach, Diesel, Benz ir daugelis kitų – atnešė kažką naujo, ko dėka daugelio vardai įamžintas garsių automobilių kompanijų pavadinimuose.

Vidaus degimo varikliai nuėjo ilgą vystymosi kelią nuo dūminių ir dažnai lūžusių primityvių variklių iki itin modernių biturbo variklių, tačiau jų veikimo principas išlieka tas pats – kuro degimo šiluma paverčiama mechanine energija.

Pavadinimas „vidaus degimo variklis“ vartojamas todėl, kad degalai dega variklio viduryje, o ne lauke, kaip išorinio degimo varikliuose – garo turbinose ir garo mašinose.

Dėl to vidaus degimo varikliai gavo daug teigiamų savybių:

• jie tapo daug lengvesni ir ekonomiškesni;
• tapo įmanoma atsikratyti papildomų agregatų, skirtų degalų ar garų degimo energijai perduoti į variklio darbines dalis;
• degalai vidaus degimo varikliams turi nurodytus parametrus ir leidžia gauti daug daugiau energijos, kurią galima paversti naudingu darbu.

ICE įrenginys

Nepriklausomai nuo to, kokiu kuru variklis veikia – benzinu, dyzelinu, propanu-butanu ar ekologiškais degalais augalinių aliejų pagrindu – pagrindinis aktyvus elementas yra stūmoklis, esantis cilindro viduje. Stūmoklis atrodo kaip apverstas metalinis stiklas (palyginimas su viskio stikline labiau tinka - plokščiu storu dugnu ir tiesiomis sienelėmis), o cilindras atrodo kaip mažas vamzdžio gabalas, kurio viduje stūmoklis patenka.

Viršutinėje plokščioje stūmoklio dalyje yra degimo kamera - apvali įduba, į kurią patenka oro ir kuro mišinys, kuris čia detonuoja, paleidžiant stūmoklį. Šis judesys per švaistiklius perduodamas alkūniniam velenui. Viršutinė švaistiklio dalis prie stūmoklio pritvirtinama stūmoklio kaiščio pagalba, kuris įkišamas į dvi skylutes stūmoklio šonuose, o apatinė dalis – prie alkūninio veleno švaistiklio kakliuko.

Pirmieji vidaus degimo varikliai turėjo tik vieną stūmoklį, tačiau to pakako kelių dešimčių arklio galių galiai išvystyti.

Šiais laikais taip pat naudojami varikliai su vienu stūmokliu, pavyzdžiui, traktorių užvedimo varikliai, kurie veikia kaip starteris. Tačiau dažniausiai naudojami 2, 3, 4, 6 ir 8 cilindrų varikliai, nors yra ir 16 ar daugiau cilindrų.

Stūmokliai ir cilindrai yra cilindrų bloke. Pagal tai, kaip cilindrai yra vienas kito ir kitų variklio elementų atžvilgiu, išskiriami keli vidaus degimo variklių tipai:

• in-line - cilindrai yra išdėstyti vienoje eilėje;
• V formos - cilindrai yra vienas priešais kitą kampu, skyriuje jie primena raidę "V";
• U formos - du tarpusavyje sujungti eilėje varikliai;
• X formos - vidaus degimo varikliai su dviem V formos blokais;
• bokseris - kampas tarp cilindrų blokų yra 180 laipsnių;
• W formos 12 cilindrų - trys arba keturios cilindrų eilės, sumontuotos raidės „W“ pavidalu;
• radialiniai varikliai - naudojami aviacijoje, stūmokliai yra radialinėse sijose aplink alkūninį veleną.

Svarbus variklio elementas yra alkūninis velenas, į kurį perduodamas stūmoklio judesys atgal, alkūninis velenas paverčia jį sukimu.

Kai tachometre rodomas variklio sūkių skaičius, tai yra būtent toks alkūninio veleno apsisukimų skaičius per minutę, tai yra, jis sukasi 2000 aps./min greičiu net esant mažiausiam greičiui. Viena vertus, alkūninis velenas yra sujungtas su smagračiu, iš kurio sukimasis per sankabą tiekiamas į pavarų dėžę, kita vertus, alkūninio veleno skriemulys yra prijungtas prie generatoriaus ir dujų paskirstymo mechanizmo per diržinę pavarą. Šiuolaikiškesniuose automobiliuose alkūninio veleno skriemulys taip pat yra prijungtas prie oro kondicionavimo ir vairo stiprintuvo skriemulių.

Kuras į variklį tiekiamas per karbiuratorių arba purkštuką. Karbiuratoriniai vidaus degimo varikliai jau pasensta dėl konstrukcijos trūkumų. Tokiuose vidaus degimo varikliuose per karbiuratorių nuolat teka benzinas, tada įsiurbimo kolektoriuje degalai sumaišomi ir tiekiami į stūmoklių degimo kameras, kur veikiami uždegimo kibirkšties detonuoja.

Tiesioginio įpurškimo varikliuose degalai maišomi su oru cilindrų bloke, kur iš uždegimo žvakės tiekiama kibirkštis.

Dujų paskirstymo mechanizmas yra atsakingas už koordinuotą vožtuvų sistemos veikimą. Įsiurbimo vožtuvai užtikrina savalaikį oro ir kuro mišinio srautą, o išmetimo vožtuvai atsakingi už degimo produktų pašalinimą. Kaip rašėme anksčiau, tokia sistema naudojama keturtakčiuose varikliuose, o dvitakčiuose varikliuose vožtuvų nereikia.

Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip veikia vidaus degimo variklis, kokias funkcijas jis atlieka ir kaip tai atlieka.

Keturių taktų vidaus degimo variklio įtaisas

Įkeliama ...